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Title:
INSTALLATION FOR AIR-CONDITIONING BY ABSORPTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/005427
Kind Code:
A1
Abstract:
The installation described comprises a high-pressure enclosure (1) and a low-pressure enclosure (2) each having a toric-shaped casing with a common vertical axis. The high-pressure enclosure (1) is located above the low pressure enclosure (2) and cooling means (16 to 19) are arranged in the central free space delimited by the cylindrical inner walls (1b, 2b) of the two casings of the two enclosures (1, 2) in order to ensure the partial or total evacuation of the heat energy produced by condensation, absorption and possibly evaporation.

Inventors:
THUEZ JEAN-LUC (FR)
DEHAUSSE ROBERT (FR)
Application Number:
PCT/FR1988/000598
Publication Date:
June 15, 1989
Filing Date:
December 07, 1988
Export Citation:
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Assignee:
ARMINES (FR)
International Classes:
F25B15/02; F25B15/00; F25B33/00; (IPC1-7): F25B15/02
Foreign References:
FR1547138A1968-11-22
DE2807990A11979-08-30
US3964273A1976-06-22
US2729952A1956-01-10
US2559217A1951-07-03
EP0119776B11988-08-10
DE3233649A11983-03-31
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Claims:
REVENDICATIONS
1. ] . Installation de climatisation par absorption comportant une enceinte haute pression contenant un bouil leur chauffé à haute température dans lequel un fluide frigorigène est chassé par vaporisation, et un condenseur sur lequel le fluide frigorigène se liquéfie, et une encein¬ te basse pression contenant un évaporateur sur lequel le frigorigène liquide se vaporise pour produire le froid re cherché et un absorbeur sur lequel le frigorigène gazeux est réabsorbé dans la solution appauvrie avant d'être retourné au bouilleur par l'intermédiaire d'une pompe. caractérisé en ce que les deux enceintes haute pression (1) et bass pression (2) ont chacune une enveloppe de forme général torique, d'axe vertical commun, l'enceinte haute pressio (1) étant disposée audessus de l'enceinte basse pressio (2), et des moyens de refroidissement (1619) sont disposé dans l'espace central libre délimité par les parois cylin driques internes (lb,2b) des deux enveloppes des deux en ceintes (1.2) , pour assurer l'échange partiel ou total d la puissance calorifique produite par la condensation l'absorption et éventuellement 1 ' évaporation .
2. Installation suivant la revendication 1 caracté risée en ce que les enveloppes toriques ont une sectio génératrice en forme de trapèze rectangle, à côté supérieu horizontal et à côté inférieur incliné, c'estàdire qu leurs fonds (ld.2d) ont une forme tronconique .
3. Installation suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisée en ce que le bouilleu (5) est constitué en partie d'un serpentin soudé à une pla que annulaire tronconique (9) le tout recevant des jets d pulvérisateurs (10) situés audessus du bouilleur (5).
4. Installation suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisée en ce que 1 ' échangeur d solution (7). placé en dessous du bouilleur (5) dans l'en ceinte supérieure haute pression (1). est soudé à une plaqu annulaire tronconique (ld) d'inclinaison opposée à celle (9 du bouilleur (5), la solution appauvrie en frigorigène (Sp ruisselant sur le serpentin (7) et la plaque tronconiqu (ld) .
5. Installation suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisée en ce que chacune de enceintes (1,2) comporte des ailettes radiales (1219) su ses parois cylindriques ( 1a , 1b; 2a ,2b) constituant l'exté rieur et l'intérieur de l'enveloppe torique, ces ailette traversant la paroi et s'étendant aussi bien à l'intérieu (12,14.16.18) que vers l'extérieur (13,15,17,19) des encein tes (1,2), les parties extérieures des ailettes étant re froidies en convection libre par l'air ambiant tandis qu les parties intérieures des ailettes constituent, dans l'en ceinte basse pression (2), les surfaces de ruissellement d l'absorbeur (14,18) et, dans l'enceinte haute pression (1) les surfaces de condensation (12,16).
6. Installation suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte' u refroidisseur de la solution appauvrie en frigorigène (Sp) lequel est formé de tubes ailetés (20) placés à l'extérieu des deux enceintes (1,2), et un refroidisseur de la solutio riche (Sr) formé d'ailettes radiales (21,22) traversant l fond (2d) de l'enceinte basse pression (2).
7. Installation suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte u ventilateur (23) et un capotage externe (24) qui est trac pour forcer le passage de l'air entre les parties extérieu res des ailettes, afin de les refroidir par l'air ambiant.
8. Installation suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte u circuit (25) de circulation d'un fluide caloporteur se re froidissant dans un radiateur (26) placé au centre d l'installation dans le courant d'air d'un ventilateur (27) afin d'évacuer partiellement la puissance thermique d condenseur et de l'absorbeur.
9. Installation suivant l'une quelconque des reven dications précédentes caractérisée en ce que 1 ' évaporateu est constitué par des ailettes radiales (28.29) traversan la paroi cylindrique interne (2b) de l'enceinte basse près sion (2) , afin de refroidir directement le flux d'air d climatisation, ces ailettes recevant, sur leurs partie internes (28), le ruissellement du fluide frigorigène. tan dis que leurs parties externes (29) sont traversées par l flux d'air à rafraîchir qui est accéléré par un ventilateu central (30) .
10. Installation suivant l'une quelconque des re vendications précédentes caractérisée en ce qu'elle com porte, à la place des ailettes (1219,28.29). des plaque caloducs de même forme.
Description:
" INSTALLATION DE CLIMATISATION PAR ABSORPTION ".-

La présente invention concerne une installation d climatisation par absorption conçue pour utiliser plus par ticulièrement soit les rejets thermiques d'un moteur o d'un appareil analogue, soit l'énergie solaire, et pouvan être utilisé soit sous forme fixe soit embarqué sur un véhi cule.

Une installation de climatisa ion par absorptio comporte principalement un bouilleur chauffé à haute tempé rature, à partir d'une source de chaleur quelconque, dan lequel un fluide frigorigène est chassé par vaporisation, u condenseur dans lequel le fluide frigorigène se liquéfie, u évaporateur dans lequel le frigorigène liquide se vaporis pour produire le froid recherché et un absorbeur dans leque le frigorigène gazeux est réabsorbé dans la solution appau vrie avant d'être retourné au bouilleur par l'intermédiair d'une pompe. Le bouilleur et le condenseur d'une telle ins tallation fonctionnent à une haute pression qui est l pression de condensation du fluide frigorigène. tandis qu 1 évaporateur et l' absorbeur fonctionnent à une basse pres sion qui est la pression d ' évaporation du fluide frigori gène. Les circuits haute et basse pression sont reliés pa une ou plusieurs pompes et des détendeurs qui peuvent êtr des pulvérisateurs.

On connaît déjà des installations de climatisatio par absorption de ce type, ainsi qu'il est décrit pa exemple dans le brevet FR-A -1 325 938.

La présente invention concerne des perfectionnement apportés à une telle installation dans le but de la rendr compacte, ce qui facilite son emploi à bord d'un véhicule. et d'augmenter son rendement.

A cet effet cette installation de climatisation pa absorption comportant une enceinte haute pression contenan un bouilleur chauffé à haute température , dans lequel u fluide frigorigène est chassé par vaporisation, et un con denseur sur lequel le fluide frigorigène se liquéfie, et un enceinte basse pression contenant un évaporateur sur leque le frigorigène liquide se vaporise pour produire le froi recherché et un absorbeur sur lequel le frigorigène gazeu

est réabsorbé dans la solution appauvrie avant d ' être re¬ tourné au bouilleur par l ' in ermédiaire d'une pompe, est caractérisée en ce que les deux enceintes haute pression et basse pression ont chacune une enveloppe de forme générale torique, d'axe vertical commun, l'enceinte haute pression étant disposée au-dessus de l'enceinte basse pression et des moyens de refroidissement sont disposés dans l'espace central libre délimité par les parois cylindriques internes des deux enveloppes des deux enceintes. pour assurer l'é change partiel ou total de la puissance calorifique produite par la condensation. 1 absorption et éventuellement l ' évapo- ration .

On décrira ci-après. à titre d'exemples non limita¬ tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention. en référence au dessin annexé sur lequel

La figure 1 est une vue en coupe axiale et verticale d une installation de climatisation par absorption suivant 1 invention .

La figure 2 est une vue en plan de l'installation -de climatisation de la figure 1.

La figure 3 est une vue en coupe axiale et verticale d une autre variante d'exécution de l'installation de clima¬ tisation par absorption dans le cas où elle est embarquée sur un véhicule . La figure 4 est une vue en coupe axiale et verticale d'une autre variante d'exécution de 1 installation de clima¬ tisation par absorption suivant l'invention.

Si on se réfère aux figures 1 et 2 on voit que ces figures représentent une installation de climatisation par absorption comportant deux ensembles superposés à savoir une enceinte supérieure 1 à haute pression Pc et une enceinte inférieure 2 à basse pression Po - Ces deux enceintes 1 et 2 ont chacune une enveloppe de forme générale torique avec un axe vertical commun. Les enveloppes des deux enceintes 1.2 comprennent des parois externes cylindriques respective la.2a et des parois internes cylindriques respective lb.2b.

L 'enceinte supérieure haute pression 1 compor également une paroi horizontale annulaire supérieure le une paroi annulaire inférieure constituant le fond tronc nique interne ld. convergeant vers le haut, délimitant partie active proprement dite de l'enceinte 1. Les quat parois la.lb.lc.ld enferment un bouilleur 5. un condenseur et inférieurement un échangeur de solutions 7. L encein supérieure haute pression repose sur l'enceinte inférieure par des entretoises verticales 11. constituant éventuell ment des ailettes, et assurant la stabilité horizontale l'enceinte supérieure 1.

De la même façon l'enceinte inférieure basse prè sion 2 comprend une paroi horizontale annulaire supérieu 2c et un fond tronconique 2d convergeant vers le haut. L quatre parois 2a.2b, 2c, 2d de l'enceinte inférieure bas pression 2 enferment un évaporateur 3 et un absorbeur Par ailleurs le fond tronconique 2d porte des ailettes refroidissement radiales dont des parties 21 s'étendent l'extérieur et des parties 22 s ' étendent à 1 intérieur- travers le fond 2d.

Ainsi les enveloppes toriques des deux enceint 1.2 du moins, en ce qui concerne l'enceinte supérieure sa partie active. ont une section génératrice en forme trapèze rectangle, à côté inférieur incliné de haut en ba en s ' éloignant de l 'axe vertical commun, du fait que leu fonds ld et 2d ont une forme tronconique convergeant vers haut .

Dans la forme d'exécution de l'invention représent sur les figures 1 et 2 les parois cylindriques externe la interne lb de l'enceinte supérieure haute pression 1 porte respectivement des ailettes de refroidissement radiale 12.13 et 16,17. De la même façon les parois cylindriqu externe 2a et interne 2b de l'enceinte inférieure bass pression 2 portent respectivement des ailettes de refroidi sèment radiales 14.15 et 18.19. Toutes ces ailettes 12 à 1 sont réparties régulièrement autour de l ' axe vertical comm des deux enceintes 1.2.

Toutes les ailettes de refroidissement 12 à 1 s étendent verticalement en partie à l'intérieur des deu enceintes 1,2 et en partie à l'extérieur de celles-ci.

Les deux enceintes haute pression 1 et basse pres sion 2 sont superposées si bien que leurs parois cylindri ques internes lb.2b. de même diamètre sont également super posées et forment un passage pour 1 air de refroidissemen s'écoulant naturellement vers le haut par convection. l long des parties externes 19 et 17 des ailettes portées pa les parois internes lb et 2b. comme il est indiqué par le flèches- L'air de refroidissement s'écoule également dan les canaux délimités par les ailettes radiales inférieure 21 et également le long des parties externes 15 et 13 de ailettes radiales portées par les parois externes la et 2a. Comme il a été indiqué précédemment, l'enceint supérieure haute pression 1 contient le bouilleur 5 qui es constitué par un serpentin alimenté par un fluide calopor teur chaud Fc qui peut être l 'eau de refroidissement d'u moteur ou un rejet liquide de température convenable ou ' u caloporteur qui va chercher sa chaleur par exemple su l'échappement d'un moteur- sur un rejet gazeux ou sur u capteur solaire. Le bouilleur 5 est arrosé extérieuremen par les jets d ' une rampe annulaire de pulv risateurs 1 située sensiblement à mi-hauteur dans 1 enceinte 1. au-des sus du serpentin constituant le bouilleur 5. Ce serpenti est en partie soudé à une plaque annulaire tronconique 9 convergeant vers le bas. sur laquelle ruisselle, en direc tion de l'axe. la solution qui s'appauvrit par ébullition Le condenseur 6 qui constitue la partie supérieure d l'enceinte haute pression 1. est formé par les partie internes 12 et 16 des ailettes radiales sur lesquelles s condensent les vapeurs de frigorigène dégagées par le bouil leur 5.

La vapeur de frigorigène qui est condensée, dans l condenseur supérieur 6. le long des ailettes 12.16. es recueillie dans une auge annulaire interne 31. solidaire d la paroi interne lb , et dans une auge annulaire externe 32 solidaire de la paroi externe la. ces auges 31.32 recueil

lant le condensât de frigorigène étant disposées respectiv ment sous les ailettes 16 de la paroi interne lb et le ailettes 12 de la paroi externe la. Ces auges 31,32 so reliées à des conduits 33,34 s ' étendant vers le bas et re cueillant le frigorigène condensé.

Sur le fond interne ld, de forme tronconique d' in clinaison opposée à celle de la plaque 9 du bouilleur c'est-à-dire convergeant vers le haut, est soudé le serpen tin de l'échangeur de solution 7. La solution pauvre e frigorigène Sp tombant du bord de la plaque 9, à proximit de la paroi interne lb , ruisselle sur l'ensemble fond l serpentin 7 et se rassemble dans une gouttière annulair lia adjacente à la paroi externe la. au point le plus bas d 1 ' enceinte 1. La solution pauvre en frigorigène Sp qui est re cueillie dans la gouttière lia. à la partie inférieure d 1 enceinte haute pression 1, est transmise, par gravité ou suivant une variante, à l'aide d une pompe par des tube ailetés 20 raccordés à la gouttière lia. qui s'étendent l'extérieur de l ' enceinte 1 et conduisent, dans l'enceint 2. à des pulvérisateurs horizontaux 35 disposés à la parti supérieure de l'enceinte basse pression 2. Par ailleurs le conduits 33,34 récupérant le frigorigène condensé sont re liés, dans l ' enceinte inférieure basse pression 2. à de pulvérisateurs 36 disposés au-dessus de 1 ' évaporateur 3 celui-ci étant réalisé sous la forme d'un serpentin dispos coaxialement dans l'enceinte inférieure basse pression 2. U conduit 37 sur lequel est branchée une pompe de circulatio 8. relie le fond 2d de l'enceinte basse pression 2. où es recueillie la solution régénérée de l'absorbeur 4. à l'é changeur des solutions 7. La solution réchauffée sort de ce échanqeur par un tube 38 pour alimenter la conduite annu laire des pulvérisateurs 10.

L ' installation suivant l'invention, constituée rie enceintes superposées 1,2. peut être avantageusement logée l' intérieur d'un capotage 24 ouvert à sa partie inférieur pour permettre l'entrée d'air de refroidissement La paro horizontale supérieure du capotage 24 est percée d'une ou

verture centrale dans laquelle est logé un ventilateur 2 d'axe vertical, pour augmenter le débit d'air à traver 1 ! installation .

Dans la variante d'exécution représentée sur l figure 3 l ' installation comprend un groupe de refroidisse ment additionnel constitué d'un radiateur 26 disposé dan la partie extrême supérieure du conduit délimité par l paroi interne lb de l'enceinte supérieure haute pression 1 d'un ventilateur 27 disposé dans ce même conduit en dessou du .radiateur 26 et d'une tubulure 25 constituant un circui fermé pour la circulation d'un fluide caloporteur mis e mouvement par une pompe 39 branchée sur cette tubulure Cette tubulure 25 est raccordée en série, ou en variante e parallèle, à un serpentin 40 logé dans l'enceinte inférieu re basse pression 2 pour constituer une partie de l'absor beur 4, et à un autre serpentin 41 logé dans l'enceint haute pression 1 et constituant une partie du condenseur 6 Avec une telle disposition une partie de la puissance de condensation est évacuée par les ailettes 12.13 portées pa la paroi externe la de l'enceinte haute pression 1 et l'a tre partie de cette puissance est évacuée par l'échangeur vers le groupe de refroidissement 25.26.27.39. De même, u partie de la puissance d'absorption est évacuée par le ailettes 14 15 portées par la paroi externe 2a de l 'encein basse pression 2 et l'autre partie est évacuée par l'écha geur 40 vers le groupe de refroidissement 25.26,27.39.

Dans la forme d'exécution de l'invention représent sur la figure 3 les pentes des plaques 9 et ld sont inve sées par rapport à celles indiquées à propos de la figu 1. Autrement dit la plaque 9 a une forme tronconique conve geant vers le haut et le fond ld a une forme tronconiq convergeant vers le bas si bien que la gouttière lia trouve maintenant adjacente à la paroi interne lb .

Dans la variante d'exécution de l'invention repr sentée sur la figure 4 le froid produit par l'appareil e transmis directement à un courant d'air passant dans conduit central des enceintes 1 et 2. L ' évaporateur e constitué par des ailettes radiales 28.29 dont les parti

28 intérieures à l'enceinte 2 reçoivent le ruissellement d frigorigène issu d'un pulvérisateur 36 et dont les partie extérieures 29 assurent le refroidissement du courant d'ai qui est accéléré par un ventilateur 30 placé dans l'axe et la partie supérieure de la conduite centrale, celle-ci ayan été munie d'un isolant thermique 41 sur les parois située au-dessus des ailettes 29. La chaleur des ailettes 15 d l'absorbeur 4. celle des tubes ailetés 20 du retour de solu tion appauvrie en frigorigène S p e celle des ailettes 13 d condenseur 6 est évacuée par un courant d'air périphériqu produit par un ventilateur inférieur 43 et un capotage ex térieur 44. Le reste de l'installation reprend les réalisa tions des figures 1.2 et 3.

Bien que dans la description qui précède les diver ses formes d'exécution de l'installation suivant l'inven tion comportent des ailettes 12,13,14.15.16.17,18.19,28,2 pour assurer l'échange partiel ou total de la puissanc calorifique produite par la condensation et l'absorption ainsi que. pour la variante de la figure 4, par l'évapora teur, il va de soi que ces ailettes pourraient être rempla cées par tout autre organe pouvant assumer la même fonctio et on pourrait employer à cet effet des caloducs de forme similaires .